【原】科学革命之从经院哲学到现代科学马兰梅森信息的中转站

isHistoria 2022-06-18 发布于广东

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梅森编辑了欧几里得、阿波罗尼乌斯、阿基米德和其他希腊数学家的著作。他最重要的贡献是他与许多国家的数学家和其他科学家的广泛通信（拉丁文）。在科学期刊还没有形成的时候，梅森恩是一个信息交换网络的中心。

马兰·梅森 (1588 – 1648)

神学生涯

1588年9月8日，马兰·梅森（Marin Mersenne,1588-1648）出生缅因州的奥兹县（现在的法国萨尔特）。他的父亲朱利安·梅森、母亲珍妮·莫利尔是住在附近的农民。梅森曾在勒芒和拉弗莱切耶稣会学院接受教育。1611年7月17日，他加入了米尼玛修士团（Minim Friars），在巴黎学习神学和希伯来语后，1613年被任命为牧师。米尼玛修士团是1436年由宝拉的圣弗朗西斯建立的最小教会，在梅森时期蓬勃发展。他们相信自己是世界上所有宗教中最少（最小）的，他们致力于祈祷、学习和学术。他们穿着粗黑色羊毛衣服，宽袖子，系着一根细的黑色绳子。查理八世将这些教条引入法国，由于他们非常简单，修道士们被命名为“好人”（les bons hommes）。

后来，梅森在讷韦尔的小修道院教授哲学和神学，他的一个学生希拉里恩·德·科斯特成为了他的知己和传记作家。1619年，他被任命为讷韦尔学院的“校正师”，年底，他获得了巴黎天使报喜修道院（皇家广场）的教授职位。两年后，他成为了修道院的院长，除了短暂的旅行外，他一直住在那里，直到1648年去世。人们相信，教会在他一生的大部分时间里都在支持他，尽管在后来的几年里，一位修道士雅克·黑尔帮助他赚钱，梅森允许他进入自己的图书馆。

从经院哲学到现代科学 科学信息的中转站

虽然他最初遵循狭隘的经院哲学，但他在生活中逐渐改变了立场。作为亚里士多德主义和神秘教义（炼金术、占星术、犹太教神秘主义卡巴拉、玫瑰十字会）的强烈反对者，他支持现代自然科学、伽利略的天文学理论和勒内·笛卡尔的哲学。从1623年开始，他拜访了伽利略和笛卡尔，并与其他主要学者如皮埃尔·加森迪，吉勒斯·德·罗伯瓦尔，布莱斯·帕斯卡和皮埃尔·德·费马保持密切沟通。他们每周一次轮流地讨论数学、物理等问题，这种民间学术组织被称为“梅森学院”。这使他成为那个时代科学家之间信息和接触的重要中转站。据说，把最新发现通知梅森就像把它出版一样。他鼓励加桑迪对笛卡尔的meditation作出反应；他让惠更斯关注到钟摆在计时方面的作用（这导致了摆钟的发明）。

梅森素数

从他在巴黎的时代一开始，数学问题就在他的生活中扮演了重要的角色。梅森作为一名研究者，也做出了重要的贡献。1626年，他出版了一本关于数学和力学的数学概要文本集，并对声学、音乐理论、光学做出了贡献。他还研究了摆线（cycloids）。他最著名的是关于素数的猜想，用Mp=2^p-1的形式表示，其中p也是一个质数。其后证明，他的猜想不完全正确，但它激发了一代又一代的数字理论家继续他们的研究。为了纪念他，数学界在1897年瑞士苏黎世举行的首届国际数学家大会(ICM)上将这种特殊形式的素数命名为“梅森素数”。

声音的速度

事实上，梅森主要不是数学家，他写过关于音乐理论和其他学科的文章。他第一次通过测量枪口闪光和子弹到达目标之间的时间来测量空气中声速。他实验计算得到的声速值为448m/s。1636年，他发表了《宇宙的和声》（Traité de l’harmonie universelle）中，他再次尝试用另一种不同的方法来测量：他通过测量从已知距离的墙壁上发出回声的时间来测量声速，从而得到了316m/s。正确的值约为342m/s。伽桑狄用他的方法则得到为447.7米/秒，后来，法国科学院的成员也用他的方法测得声速为337.7米/秒。梅森还确定了声音的强度与离声源的距离的平方成反比。因此，梅森享有“声学之父”的美称。

Treaty of Universal Harmony扉页，1636年

Treaty of Universal Harmony

“Philosophy would long ago have reached a high level if our predecessors and fathers had put this into practice; and we would not waste time on the primary difficulties, which appear now as severe as in the first centuries which noticed them. We would have the experience of assured phenomena, which would serve as principles for a solid reasoning; truth would not be so deeply sunken; nature would have taken off most of her envelopes; one would see the marvels she contains in all her individuals. …”

— Marin Mersenne, Les Préludes de l’Harmonie Universelle (1634),

如果我们的前辈和父亲把它付诸实践，哲学应该在很早的时候就已经达到很高的水平；我们不该在主要的困难上浪费时间，这些困难现在看起来跟刚关注到它们的最初几个世纪一样严重。我们已有关于确定现象的经验，作为可靠推理的原则；真理不会如此深陷；大自然会揭开她的大部分信封；人们会看到自然在所有个体上的奇迹。"

-马兰·梅森，《宇宙的和声》（1634年）

进一步研究

《宇宙的和声》中最有影响力的工作，是其关于音乐理论和实践——它包含了17世纪音乐的有价值的信息，其中有各种乐器的详细描述和精美插图。这项工作包含了最早的梅森定律的公式，它描述了被拉伸弦的振荡频率。此频率为：

1. 与弦的长度成反比；

2. 与拉伸力的平方根成正比，以及

3. 与每单位长度的质量的平方根成反比。

他的贡献之一是他提出的调和半音（tempered semitone），这是比作曲家文森佐伽利略（天文学家伽利略的祖先）更精确。他最著名的著作包括《Quaestiones celeberrimae in Genesim》（1623年），一本反对神秘教导的小册子，以及《La Vérité dans les sciences》（1625年，《科学的真理》）。在他生命的最后四年里，梅森花了很多时间来研究气压计。布莱塞·帕斯卡尔已经证明了空气不是没有重量的，梅森发现空气的密度大约是水的1/19。

哲学

梅森的哲学著作以广泛的学术研究和最狭隘的神学正统理论为特征。他对哲学最大的贡献是他对笛卡尔的热情辩护。在巴黎，梅森是笛卡尔勤勉的记者、助手和代表。并在笛卡尔流亡旅行荷兰期间访问了他。他向许多著名的巴黎思想家提交了一份关于《第一哲学的沉思》的手稿，并为它的正统思想辩护。他于1648年9月1日死于肺脓肿引起的并发症。梅森还要求，在他死后，对他的尸体进行尸检，以达到科学的利益、为了科学的目的。

遗产

梅森死后，在他的房里发现了78位不同的通讯信件，包括费马、惠更斯、佩尔、伽利略和托里拆利。在他的房里还发现了一些物理仪器，梅森的许多图书，以及1651年计划出版但被撤回的《L’optique et la catoptrique》。后来，他与其他学者的来往信件积累起来出版了好几卷。这些信件读起来就像是17世纪早期对力学的国际综述。据信，法国的第一个科学学会，即1666年在巴黎成立的皇家科学院，是梅森的非正式通信的直接产物。